Надо Знать

добавить знаний



Магнитная лента



В настоящее время в качестве магнитных носителей cистем и устройств ЦМЗ чаще используются магнитные ленты и диски. В системах ЦМЗ, применяемых в информационно-измерительной технике, в основном используются магнитные ленты. Прогресс развития систем ЦМЗ, достигнутый за последние десятилетия, стал возможным, прежде всего, в результате совершенствования магнитных лент с рабочим слоем из g-оксида железа (g - Fe2O2) и разработки новых типов совершенных магнитных носителей. Перспективные направления совершенствования магнитных лент заключаются в улучшении их электромагнитных и механических свойств.

Повышение Нс уменьшает влияние поля саморозмагничування, которое возрастает с сокращением длины намагниченных однородных участков магнитной ленты, уменьшая тем самым завал АЧХ тракта магнитной записи в области верхних частот, а также обеспечивает большую защиту ленты от влияния внешних магнитных действий. Негативным следствием увеличения Нс магнитного покрытия ленты есть необходимость тока записи, может оказаться нежелательным или невозможным из-за введения в насыщение магнитного материала головки записи в зоне рабочего зазора (РЖД). Использование в аппаратуре ЦМЗ высококоэрцитивной носителей требует соответствующих изменений в материалах и размерах зоны РЖД записывающих магнитных головок.

Коэрцитивная сила современных магнитных лент, например металлических, может достигать значений порядка 100 кА / м и выше.

Уровень выходных сигналов воспроизводственной головки прямо пропорциональна остаточной индукции магнитного носителя. Повышение Вr улучшает один из важнейших параметров системы ЦМЗ - отношение сигнал-шум на выходе линейного тракта магнитной записи.

С другой стороны, увеличение Вr приводит к росту поля размагничивания и переходной зоны между соседними разнополярных намагниченные участки носителя (ленты), что приводит к увеличению завала АЧХ тракта магнитной записи в области верхних частот.

Для улучшения АЧХ тракта в области верхних частот и одновременно повышения отношения сигнал-шум, выбирают материал магнитного покрытия лент с как наибольшими значениями Вr и Нс.

Повышение плотности записи цифровой информации может быть достигнуто также путем увеличения kп рабочего слоя ленты, поскольку увеличение kп приводит к уменьшению переходной зоны между противоположно намагниченными участками носителя.

Коэффициент прямоугольности kп петли гистерезиса может быть повышен в результате применения материалов с высокой степенью голкоподибности частиц магнитного порошка (около 0,1 ... 2 мкм в длину и 0,03 ... 0,3 мкм в ширину) и их высокой однородности.

Важными параметрами, которые определяют качество магнитных лент, также однородность магнитных свойств, отсутствие немагнитных включений по всей поверхности ленты, степень электризации, т.е. способность поверхности носителя к образованию электрических зарядов, которые приводят к образованию импульсных помех в головках воспроизведения; копир-эффект.

Существенное влияние на электромагнитные свойства носителя толщина d ферромагнитного покрытия. Практически с самого начала применения и совершенствования магнитной записи стало ясно, что уменьшение толщины магнитного покрытия ленты приводит к расширению АЧХ тракта и, следовательно, повышение плотности записи. Это происходит в результате уменьшения влияния эффекта саморозмагничування и увеличение части магнитного покрытия ленты находится в зоне действия поля с большим градиентом изменения напряженности dH / dx над нисходящей гранью записывающей головки.

Постоянные усилия, направленные на уменьшение толщины рабочего слоя порядка 2-8 мкм для порошковых покрытий и 0.1 - 0.5 мкм для металлических покрытий. Технологический процесс нанесения рабочего слоя на основу должен обеспечить равномерность толщины рабочего слоя по всей поверхности ленты. Равномерность толщины рабочего слоя необходима для уменьшения глубины ПАМ при воспроизведении записанных на ленте сигналов. Кроме того, на глубину ПАМ также оказывают влияние дефекты основы. При толщине рабочего слоя 2 ... 5 мкм дефекты основы проявляются на рабочей поверхности носителя.

Основными требованиями к физико-механических свойств магнитных лент являются: точность и стабильность размеров, высокая устойчивость износа, что проявляется в малом удалении рабочего слоя лент и сохранении прочностных и других эксплуатационных параметров при длительной эксплуатации и хранении; низкая абразивность, высокая гибкость и устойчивость к многократному сгибание, высокая адгезионная прочность; малая чувствительность к изменениям условий эксплуатации (температуры, влажности и др..). Механические свойства магнитных лент в значительной степени определяются материалом основы, в качестве которой используется полиэтилентерефталат. Этот материал обладает высокими механическими свойствами и, прежде всего, высокую прочность, устойчивость к воздействию температуры, влажности и видов агрессивных сред, он сохраняет свои свойства в условиях длительного хранения и эксплуатации.

В настоящее время наибольшее распространение получили магнитные ленты на полимерной основе с применением магнитных материалов рабочих слоев на базе порошков оксидов железа, диоксида хрома, различных металлов и их оксидов. Также проводятся работы по разработке металлизированных и металлических магнитных лент.

В качестве основного материала для магнитного порошка широко используется g - Fe2O2. Этот порошок имеет такие магнитные свойства: Нс = 24 ... 38кА / м Вr "0,12 Тл; kп = 0,7 ... 0,8.

Для улучшения магнитных свойств порошка g - Fe2O3 ведутся работы по введению в качестве дополнительного элемента - модификатора кобальта Co. В зависимости от различных массовых соотношений Со можно изменить Нс порошка в широких пределах (30 ... 120 кА / м). Однако одним из недостатков такого порошка является температурная нестабильность, обусловленная магнитно-кристаллографической структурой кобальта. Кроме этого, трудно достигается достаточно высокая воспроизводимость магнитных свойств отдельных партий порошков.

Одним из висококоерцетивних магнитных порошков является диоксид хрома (CrO2), коерцетивна сила которого порядка 38 кА / м. Для повышения Нс до 85 кА / м используют присадки теллур, рубидия и т.д. Недостатки, которые ограничивают широкое применение CrO2 для изготовления магнитных лент, следующие: низкая точка Кюри (126 ? С), более высокая абразивность частиц.

На базе таких материалов, как железо, кобальт, никель и сплавов на их основе, получен целый ряд металлических магнитных порошков, которые имеют широкий диапазон значений Нс = 56 ... 120 кА / м и способны обеспечить высокие электромагнитные свойства. Металлические порошки все больше используются, несмотря на трудности их промышленного изготовления (необходимо очень точно регулировать режимы образования металлического порошка, частицы которого легко подвергаются окислению).

Применение магнитных лент с рабочими слоями используют металлические порошки с высокими магнитными свойствами, приводит к применению магнитных лент, создание новых магнитных головок с субмикронными рабочими зазорами и высокой индукцией насыщения. Одним из направлений по созданию новых магнитных лент является разработка многослойных лент (с двумя и более рабочими слоями). Для низших слоев применяется магнитный материал с Нс = 24 ... 28 кА / м (g - Fe2O3), для верхних с Нс = 36 ... 48 кА / м (CoFeO, CrO2). Толщина слоев может быть одинаковой или верхних слоев меньше, чем в нижних, общая толщина находится в пределах 3 ... 10мкм.

Уменьшение толщины рабочего слоя магнитных лент на базе порошков - технологически сложный процесс и приводит к повышению неравномерности электромагнитных характеристик, а также к уменьшению амплитуды воспроизводимого сигнала. Поэтому появились разработки металлизированных и металлических магнитных лент, которые имеют высокую остаточную индукцию и почти прямоугольную петлю гистерезиса. Металлизированные магнитные ленты можно получить нанесением Со-Мо или Со-Мо-Ni электролитическим способом, химическим восстановлением Со, Ni, Fe или их сплавов, химическим осаждением сор, напылением в вакууме магнитных сплавов CoSi, CoNiSi и т.д. Наилучшие результаты дают гальванический способ и напыления в вакууме.

В металлизированных лентах в качестве основы используется полиэтилентерефталат.

Для изготовления металлических лент часто применяется электролитическая медь.

Широкому практическому применению металлизированных и металлических магнитных лент мешает недостаточная адгезионная прочность металлических покрытий и недостаточная устойчивость рабочего слоя. Металлизированные и металлические магнитные ленты в наше время находятся в стадии разработки, ведутся дальнейшие исследования по совершенствованию их технических характеристик.

Благодаря достигнутому в последнее время существенному улучшению параметров магнитных носителей и головок промышленностью усвоен прежнему недосягаем диапазон плотности ЦМЗ 1000 ... 2000 бит / мм и выше. В случае освоения методов записи и воспроизведения верхней плоскости носителя полем этот диапазон может быть значительно превышен.


Области применения

  • аудиотехника (аудиокассеты)
  • видеотехника (видеокассеты VHS, мини-VHS)
  • компьютерная техника (стримеры)

Источники

  • Васюра А.С. - Книга "Электромагнитные элементы цифровой техники"

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам